스마트의료인프라 구축에 대한 동향과 활용방안
2020-10-20
org.kosen.entty.User@5dfdb3d4
박정원(jeongwon)
스마트의료인프라 구축에 대한 동향과 활용방안
박정원, jepark@gmail.com
네바다주립대학교, 전기 의용공학과
Keywords
Digital Healthcare, Artificial Intelligent, AI, Robot, Medicine, Prevent, Pandemic, Corona
스마트 의료, 디지털 헬스케어, 인공지능, 로봇, 예방, 팬데믹, 코로나
1. 개요
2020년의 가장 큰 키워드는 전세계적으로 코로나 바이러스라고 할 수 있다. 코로나 바이러스가 미친 영향은 단순히 지역적인 감염을 넘어 전세계로 빠르게 전파되었고 높은 감염률과 사망률을 초래하였다. 불과 6개월 사이에 30,000,000 이상의 확진자가 발생하였으며, 백만명에 가까운 사람들이 사망하였다. 이로 인하여 건강뿐 아니라, 사회, 경제 그리고 문화적으로도 많은 변화를 초래하였으며 이는 아직도 현재 진행형이라고 할 수 있다. 이에 대한 대응방안으로 스마트 의료에 대한 수요가 빠르게 증가하고 있다. 특히 공공장소에서의 질병 노출에 대한 우려로 비대면 접촉을 통한 스마트 헬스케어에 대한 요구가 높아지고 있다. 이에 디지털 헬스케어를 이용할 경우 감염병의 위험에서 의료진과 환자를 동시에 보호할 수 있고, 환자의 의료 편의를 증진시키고 사회적 의료 비용의 감소가 가능하므로 스마트 의료 인프라 구축에 대한 동향과 활용방안에 대해 알아보고자 한다.
스마트 헬스케어에 대한 관심이 확대되고 있는 배경은 크게 네 가지로 구분할 수 있는데 1) 병원이 주도했던 치료 중심의 서비스에서 환자 또는 의료 소비자가 관리하는 예방과 건강관리 중심으로 변했으며, 2) 기존에 대형 병원에 설치되었던 의료기기들이 기술의 발전에 따라 소형화 되어 개인이 소유하여 자가 건강 측정이 것이 가능해졌기 때문이다. 또한 3)의료 기술의 발전으로 으로 인한 고령 인구의 증가와 산업화로 인한 만성병 환자의 증가가 개인 및 사회적 의료비 증가를 가져왔고 이에 대한 가계 부담이 급증하면서 이에 대한 대안으로 스마트 의료가 제시되었다. 그리고 4) 그 동안 축적된 의료 데이터를 분석하여 보다 정확한 의료 진단을 보다 빠르게 내리는 것이 가능해졌고 개개의 환자들에 맞는 맞춤형 의료의 구현이 가능해 졌기 때문이라고 할 수 있다.
< 스마트 헬스케어의 부상 배경>
출처: 스마트 헬스케어의 시대, 데어터 전쟁을 대비하라, 삼정 KPMG 경제연구원, 2018
스마트 의료 또는 디지털 의료는 정보통신 기술을 의료에 활용하여 예방, 진단, 사후 관리의 보건 의료 서비스를 제공하여 공간적 제약을 받지 않고 의료 서비스를 제공할 수 있는 원격 의료 서비스를 말한다. 특히 최근의 코로나 팬데믹 (Pandemic)은 의료 산업 분야의 전반에 걸쳐 변화를 가져왔는데, 기존의 사후 치료방식에서 의료 데이터를 기반으로 예측과 예방 중심과 건강 관리의 패러다임으로 변화하고 있으며 이는 단순히 개인의 편의 증진 뿐 아니라 사회적 의료비용의 감소를 가져올 것으로 기대된다.
2. 주요 내용
2.1. 스마트 의료 인프라 구축 동향
스마트 의료는 사실상 21세기의 새로운 키워드라 할 수 있다. 그러기에 각국은 정부차원에서 이에 대한 지원방안과 안정성, 표준화를 실현하기 위한 지원과 규제 정책을 동시에 진행하고 있다. 이에 대해 우리 정부도 노력을 기울이고 있으나 국내의 여건과 해외의 기준이 다소 상이한 차이를 보이고 있어 관련된 지원 방안도 다르게 적용된고 있다. 미국의 경우는 미국 식품의약청 (Food and Drug Administration, FDA)를 중심으로 가닥을 잡아 가고 있다. 미국 식품의약청은AI의 사용 여부 보다는 해당 제품의 기능과 목적에 따라 의료기기를 분류하므로, AI 의료기기와 비의료기기를 구분하는 명확한 기준을 제시하고 있지 않다. 유럽 연합의 경우 또한 의료적 목적 여부에 따라 제품을 분류한다. 예를 들면 AI와 정보 통신 기술을 통합하여 환자 진료 예약 시스템을 개발하였다 할지라도 이는 의료적 목적이 아니므로 의료기기에 들어가지 않고 따라서 이제 대한 규제나 표준화 절차도 의료 제품에 비하여 간소하다.
국내의 경우에는 식품의약품안전처에서 의료기기 소프트웨어 허가 및 심사 가이드라인을 제공하고 있다. 인공지능과 빅데이터를 기반으로한 독립형 소프트웨어릐료기기를 의료기기와 비의료 기기로 분류하고 사용 목적에 따라 위해도 판단요소를 고려하여 종합적으로 판단하도록 하고 있다. 의료용 소프트웨어이나 의료기기에 해당되지 않는 예는 의료 기관의 행정사무를 지원하는 경우나, 운동 및 레저 및 일상적인 건강관리 목적의 소프트웨어등이 있다. 반면 의료기기로 분류된 경우는, 빅데이터를 이용하여 의료 영상을 분석하여 진단과 예측에 사용하거나 임상 실험에 사용되는 경우를 들고 있다. 인공지능을 활용하여 플랫폼을 구축하고 이를 이용한 의료 네트워크의 형성과 형성된 네트워크를 원격의료에 이용함으로써 환자의 요구에 부응하고 특히 거동이 불편한 고령 인구의 필요에 부응할 수 있을 것으로 보고 있다.
사실상 스마트 헬스케어는 빅데이터(Big Data) 분석없이는 이루어질 수 없는 분야이다. 빅데이터 분석은 스마트 헬스케어의 기술 분야중 약 45.9%를 차지할 정도로 스마트 헬스케어 시장 성장에 있어 매우 중요한 영향력을 가지고 있다. 왜냐면 빅데이터 분석을 임상시험에 활용할 경우 기존의 자료를 바탕으로하여 설계를 효과적으로 할 수 있고 이로 인한 임상시험의 기간을 단축시키고 성공률을 높임으로써 약 750억에서 1,500억 달러의 비용절감 효과를 얻을 수 있고, 스마트 헬스케어 분야에서도 연간 1,900억 달러의 비용을 줄일 수 있다.
그러나 이러한 빅데이터 분석이 가능하려면 방대한 양의 데이터 수집이 우선과제라 할 수 있다. 단순하게는 환자의 진료기록부터 유전정보, 생체정보, 가족력, 생활 관련 자료등이 요구되고 환자뿐 아니라 병력이 없는 일반인의 자료 역시 비교 분석을 위해 필요하기 때문에 데이터의 수집과 분류, 보관에 대한 데이터의 저장 장소 및 네트워크 구축 인프라 축적이 정부적 차원에서 요구된다.
이를 위해 국내 대형 병원들은 이미 수년전부터 전자의무기록 (Electronic Medical Record, EMR)을 시도하고 있다. 과거 진료 카드를 통해 진료 기록의 보관은 분실의 우려와 판독의 오류가 발생할 수 있었으나 전자의무기록을 통해 병원 내에서 생성되는 모든 기록을 전산화 하여 관리 저장하고 있으며 이는 사실상 국내 임상 시험에서 아주 중요한 근거로 사용되고 있다. 또한 건강보험 자료를 진료 자료와 비교 일치시켜 향후 질병의 발생 가능성을 예측할 수 있는 맞춤형 건강관리 프로그램의 개발에도 사용하고 있다. 미국의 경우, 대형 제약회사들을 중심으로 발전하였는데, 길리어드(Gilead)사는 메디데이터(Medidata)사와 협력하여 빅데이터를 자사의 개발 신약이였던 ‘소발디’ 임상시험에 사용하여 약 7년 정도의 시간을 단축시키고 소요 비용의 49%를 줄였다. 또한 인터마운틴 헬스케어(Intermountain Healthcare)와 익스프레스 스크립츠(Express Scripts)사는 보험 가입자의 의료기록과 처방전, 기존데이터등을 분석하여 환자에게 필요한 약품의 복용 여부를 효과적으로 관리하고 있다.
< R&D 사업화 선순화체계 구축 >
출처: 스마트 헬스케어의 시대, 데어터 전쟁을 대비하라, 삼정 KPMG 경제연구원, 2018
일반적인 의료관련 제품의 개발은 아이디어에서 시제품을 생산하여 이를 바탕으로 임상 실험을 치르게 된다. 임상시험의 기간은 최소 몇년에서 10년의 기간이 소요되는 경우도 있기에 사실상 임상시험의 비용이 의료 관련 제품 개발에서 차지하는 비중은 매우 크다. 그리고 이러한 임상 시험을 통해 제품의 유효성과 안정성, 효과가 입증될 경우 비로소 상품화 단계에 들어갈 수 있다. 그렇기에 기존에 이미 효과적인 데이터들이 수집되어 있다. 임상시험 기간을 줄일 수 있게 되므로 제품 개발에 사용되는 비용의 크나큰 비용절감 효과를 얻을 수 있게 된다.
2.2. 스마트 의료 인프라 활용 방안
현재 인공지능 헬스케어 (AI Healthcare) 시장은 기하급수적으로 발전하고 있으며 최근의 코로나 판데믹(Pandemic)은 앞으로 시장판도의 변화를 주도하면서 스마트 헬스케어를 앞당길 것으로 보고 있다. Market and Markets에 따르면 인공지능 헬스케어 시장에 있어서 소프트웨어 부분의 역할을 하드웨어나 서비스 분야 보다 훨씬 큰 비중으로 분석하였다. 현재 전세계 인공지능 소프트웨어 시장은 2018년 기준으로 약 1.6조원 (14억 달러)에서 연평균 50.1% 성장이라는 놀라운 성장세를 보이며 2025년에는 약 27조원 (229억 달러)로 팽창할 것으로 예상하였다.
헬스케어의 의미가 달라지면서 의료 서비스의 내용과 공급자가 변하고 공급되어지는 서비스의 내용 또한 변화를 보인다. 2000년대 이전에에는 대형 병원을 중심으로 첨단 기기를 중심으로한 예방보다는 이미 발병된 병의 치료 중심의 의료 서비스가 주를 이루었다. 그러나 2000년대에 들어오면서 정보통신 기술이 발달하고 기술의 발전이 급속도로 이루어지면서 질병의 ‘예방’이 추가되고 이에 따라 환자에게 정보를 제공하고 병원의 의무기록이 전산화(EMR)되면서2010년 이후에 시작되는 스마트 헬스케어 시대의 초석을 닦았다고 할 수 있다. 본격적인 스마트 헬스케어가 진행되면서는 건강기록에 기반한 맞춤형 서비스가 제공되고 질병의 유무에 따른 의료기관 방문이 아닌 개인의 전체적인 건강을 관리하고 질병의 치료보다 예방에 좀더 촛점을 맞추는 패러다임으로 바뀌고 있다.
헬스케어 서비스 발전방향
| 구분 | 텔레 헬스 | E – 헬스 | u- 헬스 | 스마트헬스 |
| 시기 | 1990년 중반 | 2000년 | 2006년 | 2010년 |
| 서비스 내용 | 원내 치료 | 치료 및 정보제공 | 치료/예방 관리 | 치료/예방/복지/안전 |
| 공급자 | 병원 | 병원 | 병원, ICT 기업 | 병원, ICT 기업, 보험사, 서비스기업 |
| 이용자 | 의료인 | 의료인, 환자 | 의료인, 환자, 일반인 | 의료인, 환자, 일반인 |
| 시스템 | 병원운영 (HIS, PACS) | 의무기록(EMR)웹사이트 | 건강기록(EHR)모니터링 | 건강기록 기반 맞춤형 서비스 |
출처: 스마트 헬스케어 산업 활성화 방안 – 산업통상자원부, 2015
스마트 헬스케어의 또 다른 축은 개인 보급형 의료기기 분야이다. 이는 단순히 의료용 기기를 넘어서 로봇기술과 정보통신 기술과 결합되어 스마트 헬스케어의 기초 분야를 담당하고 있다. 특히 환자 맞춤형으로 개발된 경우 환자의 생체 신호를 기록 및 분석하여 시스템과의 연계를 통하여 환자와 의료진간의 상호 인터페이스를 가능하게 하였다. 일례로 무릎 재활 치료의 경우, 실시간으로 근력의 움직임과 무릎의 상태를 확인하여 뇌신호와 결합하여 미세한 전기 자극을 주어 재활 치료에 활용하기도 한다. 특히 고령 인구의 증가와 산업화로 인하여 만성병 관리에 대한 의료비용이 증가함에 따라 스마트 의료 기기의 수요 또한 증가하고 있다. 식품의약안전처의 의료기기 생산 및 수출입 실적 자료에 의하면 국내 재활 로봇 관련 시장규모는 외국산 의료기기의 수입이 증가함에 따라 순수 시장은 감소 추세에 있으나 전체 시장 규모는 지속적인 증가 추세에 있다. 또한 재활 로봇은 전체 로봇 시장의 50% 이상을 차지하고 있으며 이와 관련된 수요와 시장성은 증가하고 있으며 관련 기술 개발에 대한 투자도 지속적으로 이루어지고 있다.
국내에서의 의료용 로봇에 대한 연구는 활발하나, 그에 대한 시장 규모는 아직 초기 형성 단계에 있다. 그러나 일부 중소 기업을 주축으로 해외 진출도 진행 중이다. 정부차원에서도 의료용 로봇의 안전관리 방안과 허가 및 심사 가이드라인을 마련하는 등을 통해 지원 방안을 모색하고 있다. 이를 통해 국내 기업의 지원은 물론 국제 표준화에도 참여하고 국제 시장에서 위위를 선점하기를 기대하고 있다.
3. 결론
현 한국 사회의 문제로 지적되고 있는 고령화 사회와 영유아 인구 감소는 산업화 사회로 가는 과정의 하나이나 이는 한국뿐 아니라 세계적인 현상이기도 하다. 이에 따라 길어진 평균 수명에 대한 노인성 질환의 치료와 관리, 산업화로 인한 식생활 변화에 따른 각종 만성병의 발병 증가로 이에 따른 개인 및 사회의 의료 비용이 증가하고 있다. 그 결과로 최근의 의료 패러다임은 질병 치료의 중심에서 예방과 예측의 환자 중심 의료로 변화하고 있는 추세이며 최근의 코로나 사태는 이러한 변화를 더욱 가속화 시켰다. 그리고 이에 대한 대안으로 스마트 헬스케어가 등장하고 있다.
스마트 헬스케어 산업은 지난 몇년간 빠를 속도로 발전하였으나 앞으로의 성장세는 무궁무진 하다고 할 수 있다. 특히 한국이 가지는 인국 집중적인 사회 구조와 단일 의료 보험제도는 데이터를 수입하고 이를 빅데이터 분석을 통해 쉽게 할 수 있고 이른 향후 또다른 제품 개발과 스마트 헬스케어 사회의 구현에 촉진제 역할을 할 수 있을 것이다.
스마트 헬스케어에서 인공지능은 중추적인 역할을 수행하는데 이는 자료의 수집과 분석, 학습에 있어 소요되는 물리적 시간의 부족 문제를 해결할 수 있기 때문이다. 짧은 시간 안에 의료진을 대신하여 방대한 양의 문헌을 조사하고 데이터를 비교 분석하여 치료에 필요한 정확한 정보를 제공함으로써 의사결정을 하는데 없어서는 안되는 조건이 되었다. 하지만 아직은 이에만 의존할 경우 현실적으로는 오진율이 높기에 이를 보완하는 솔루션을 찾는 것이 급선무라 할 수 있다.
스마트 헬스케어는 단순히 기기의 개발로 이루어지는 것이 아니라 사회전반의 기술적 발전이 이루어져 상호 협력하에 이루어 지는 일종의 오케스트라 할 수 있다. 그리고 정보통신 기술을 포함하여 각종 첨단 기술이 발달함에 따라 스마트 헬스케어가 실현 가능하게 되었고, 최근 COVID-19은 이에 대한 수요를 폭발적으로 증가시켰다. 국내 뿐만 아니라 미국이나 EU, 일본, 중국등 세계 각국에서 정부 차원의 스마트 헬스케어 산업 유성책을 추진하고 잇으며, 기존 병원이나 제약사 등 의료 산업에서도 스마트 헬스케어 분야에 연구개발과 투자를 아끼지 않고 있다. 의료 분야의 발전은 단순히 기기의 성능향상이 아니라 사회적 인구의 변화와 이로 인한 비용 발생의 증가등, 궁극적으로는 국가의 장기적인 발전에 영향을 줄 수 있으므로 결코 간과할 수 없는 분야이다. 향후 의료 산업 분야는 새로운 패러다임의 변화와 더불어 빠른 속도로 발전할 것이다. 그러나 의료 분야가 지니는 특수성을 고려할 때, 일개 기업의 연구 개발 보다는 학계와 산업계의 협력 및 정부 차원에서의 지속적인 지원이 절실히 필요하다. 이로 인하여 글로벌 산업에서도 우위를 선점할 수 있을 것으로 기대된다.
References
- 스마트 헬스케어 산업군 분석 및 통계조사. 산업통상자원부 2015
- Ten Top Technologies That Will Transform The Healthcare Industry, Forbes, 2016
- 스마트 헬스케어의 시대, 데어터 전쟁을 대비하라, 삼정 KPMG 경제연구원, 2018
- 디지털 헬스케어 최근 동향과 시사점. 주간기술동향 2018
- 2020 신개발 의료기기 전망 분석 보고서, 식품의약품안전처 2020